JP2001035844A - Manufacture of semiconductor device and method for formation of insulating film - Google Patents
Manufacture of semiconductor device and method for formation of insulating filmInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造方法および絶縁膜の形成方法に関し、特に、ＳｉＯＦ
膜からなる層間絶縁膜を有する半導体装置の製造に適用
して好適なものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device and a method for forming an insulating film.
It is suitable for application to the manufacture of a semiconductor device having an interlayer insulating film made of a film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】配線ピッチのスケールダウンに伴い、配
線抵抗、配線容量の増加に伴う配線遅延の問題が注目さ
れている。これに伴い、低抵抗配線材料や低誘電体膜の
検討が広く行われている。2. Description of the Related Art Along with a reduction in wiring pitch, a problem of wiring delay due to an increase in wiring resistance and wiring capacitance has attracted attention. Accordingly, low-resistance wiring materials and low-dielectric films have been widely studied.
【０００３】そして、ＳｉＯＦ膜は、従来のＳｉＯ2 膜
にＦを添加することにより、低誘電化を図ることができ
るため、従来技術との整合性の観点から高く評価されて
いる。特に、高密度プラズマ化学気相成長（High Densi
ty Plasma ＣＶＤ、以下、ＨＤＰ−ＣＶＤ）法により形
成されたＳｉＯＦ膜は、埋め込み特性に優れているとと
もに、吸湿性の低い膜であるため、０．２μｍ世代以降
の層間絶縁膜として期待されている。[0003] The SiOF film is highly evaluated from the viewpoint of compatibility with the prior art, because the addition of F to a conventional SiO 2 film can reduce the dielectric constant. In particular, high-density plasma chemical vapor deposition (High Densi
The SiOF film formed by ty Plasma CVD (hereinafter, HDP-CVD) has excellent filling characteristics and low hygroscopicity, and is therefore expected as an interlayer insulating film of the 0.2 μm generation or later. .
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状に
おいては、上述のＳｉＯＦ膜をＡｌ配線における層間絶
縁膜として用いた場合、Ｗからなる接続孔プラグを形成
するプロセスにおいて、ブランケットＷＣＶＤ法により
Ｗ膜を形成する際に膜剥がれが発生してしまうという問
題があった。However, at present, when the above-mentioned SiOF film is used as an interlayer insulating film in Al wiring, a W film is formed by a blanket WCVD method in a process of forming a connection hole plug made of W. There is a problem that film peeling occurs during formation.
【０００５】したがって、この発明の目的は、絶縁膜に
おける膜剥がれを防止することができる半導体装置の製
造方法および絶縁膜の形成方法を提供することにある。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device and a method of forming an insulating film, which can prevent film peeling in an insulating film.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要を説明する。Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. The outline is described below.
【０００７】本発明者の知見によれば、上述した膜剥が
れは、ＳｉＯＦ膜上にＳｉＯ2 膜を形成しＷ膜の密着層
となるＴｉＮ膜を形成した後、ブランケットＷＣＶＤ法
によりＷ膜の形成における熱処理が行われた段階で発生
する。According to the knowledge of the present inventors, the above-mentioned film peeling is performed by forming a SiO 2 film on a SiOF film, forming a TiN film serving as an adhesion layer of the W film, and then forming the W film by a blanket WCVD method. Occurs at the stage where the heat treatment is performed.
【０００８】本発明者は、このような膜剥がれの発生要
因についての調査を行うために種々実験を行った。その
結果、膜剥がれが発生する箇所において、フッ素濃度が
高いことが確認された。また、膜剥がれの発生箇所と非
発生箇所での昇温脱離特性の評価を行った結果、図４に
示すように、脱ガスであるＨ2 が、その脱離ピークを低
温側に持つことが確認され、図５に示すように、脱ガス
であるＦにおいても、その脱離ピークを低温側に持つこ
とが確認された。The present inventor has conducted various experiments in order to investigate the cause of such film peeling. As a result, it was confirmed that the fluorine concentration was high in the portion where film peeling occurred. In addition, as a result of evaluating the thermal desorption characteristics at the place where film peeling occurs and at the place where film peeling does not occur, as shown in FIG. 4, H 2 being outgas has its desorption peak on the low temperature side. 5. As shown in FIG. 5, it was confirmed that the degassing F also had its desorption peak on the low temperature side, as shown in FIG.
【０００９】この分析結果に基づいて、本発明者は膜剥
がれの発生要因として、次の２点を想起するに至った。
すなわち、第１の要因は、Ｓｉ−Ｆ結合により、Ｓｉ原
子の電子が電気陰性度の高いＦ側に引き寄せられ、密着
層としてのＴｉＮ膜中における余剰のＴｉとの結合が弱
くなることである。また、第２の要因は、脱ガスである
Ｈ2 やＦにより密着層としてのＴｉＮ膜中における余剰
のＴｉが消費され、酸化膜との密着性向上に寄与するＴ
ｉとＳｉＯ2 との反応が抑制されることである。Based on the analysis results, the inventor has come up with the following two factors as causes of film peeling.
That is, the first factor is that electrons of Si atoms are attracted to the F side having a high electronegativity due to the Si—F bond, and the bond with surplus Ti in the TiN film as the adhesion layer is weakened. . Further, the second factor is that excess Ti in the TiN film as an adhesion layer is consumed by H 2 and F which are degassed, and T contributes to improvement in adhesion to an oxide film.
That is, the reaction between i and SiO 2 is suppressed.
【００１０】そこで、本発明者は、これらの２つの要因
に基づいて膜剥がれ対策を実施し、種々実験を行いつ
つ、検討を行った。その結果、本発明者は、ＳｉＯＦ膜
中のマイクロポアに取り込まれたＨ、Ｆが膜剥がれに作
用していることを想起するに至った。Therefore, the present inventor took measures against film peeling based on these two factors, and studied while conducting various experiments. As a result, the present inventor has come to recall that H and F taken into the micropores in the SiOF film are acting on the film peeling.
【００１１】しかしながら、本発明者が、膜剥がれが生
じたサンプルにおける膜剥がれの発生箇所を、走査型電
子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察したところ、膜剥がれ
は、上述した膜剥がれの発生要因の考察の段階で想定し
ていたＴｉＮ膜とＳｉＯＦ膜との界面ではなく、ＳｉＯ
Ｆ膜とＳｉ基板との界面において発生していることが確
認された。また、この膜剥がれの発生箇所をＳＥＭを用
いて観察したところ、気泡状の剥離面が観察された。However, the inventor of the present invention has observed, using a scanning electron microscope (SEM), a portion where film peeling has occurred in a sample in which film peeling has occurred, and found that film peeling is a cause of the aforementioned film peeling. Instead of the interface between the TiN film and the SiOF film assumed at the stage of consideration,
It was confirmed that it occurred at the interface between the F film and the Si substrate. Further, when the place where the film peeling occurred was observed using SEM, a bubble-like peeling surface was observed.
【００１２】そこで、本発明者は、これまでの実験結果
とＳＥＭ観察の結果とに基づいて、再度鋭意検討を行っ
たところ、この膜剥がれには、ＳｉＯＦ膜中からの脱ガ
スが作用していることを知見するに至った。また、図４
に示すＳｉＯＦ膜の昇温脱離特性においてＨ2 ガスの脱
離ピークが低温側において急峻であることと比較して、
図５に示すＳｉＯＦ膜の昇温脱離特性においてＦガスの
脱離ピークは小さい。これらのことから、本発明者は、
脱ガスとしてのＨ2 ガスがＳｉＯＦ膜の膜剥がれに強い
影響を与えているとの知見を得るに至った。そして、Ｓ
ｉＯＦ膜上にＴｉＮ膜が存在する場合には、脱ガスがＴ
ｉＮ膜中を拡散しないとすると、脱ガスとしてのＨ2 ガ
スはＳｉＯＦ膜中に滞留し、密着性の弱い界面から剥が
れに至ることを想起した。Therefore, the present inventor conducted intensive studies again on the basis of the experimental results obtained so far and the results of SEM observation. As a result, degassing from the SiOF film acts on this film peeling. Came to know that FIG.
In comparison with the fact that the desorption peak of the H 2 gas is sharper at the lower temperature side in the temperature rising desorption characteristics of the SiOF film shown in FIG.
In the thermal desorption characteristics of the SiOF film shown in FIG. 5, the desorption peak of F gas is small. From these, the present inventor:
It has been found that H 2 gas as degassing has a strong effect on the peeling of the SiOF film. And S
When a TiN film exists on the iOF film, the outgassing is T
Assuming that the H 2 gas is not diffused in the iN film, the H 2 gas as a degas stays in the SiOF film and comes off from the interface having weak adhesion.
【００１３】すなわち、本発明者は、ＳｉＯＦ膜を形成
する際に、その膜中に取り込まれたＨ2 が、Ｗ膜の成膜
における熱処理の温度で脱離することが、ＳｉＯＦ膜の
膜剥がれの原因であるとの結論に至った。That is, the present inventor has found that when forming an SiOF film, H 2 taken in the film is desorbed at the temperature of the heat treatment in forming the W film, which indicates that the SiOF film is peeled. Was determined to be the cause.
【００１４】以上のことから、ＳｉＯＦ膜の膜剥がれを
抑制するためには、ＳｉＯＦ膜中のＨ2 の量を減少させ
るのが好ましい。From the above, in order to suppress the peeling of the SiOF film, it is preferable to reduce the amount of H 2 in the SiOF film.
【００１５】また、ＳｉＯＦ膜の形成の際に取り込まれ
たＨ2 は、ＳｉＯＦ膜を形成する際の原料ガスとなるＳ
ｉＨ4 ガスが高密度プラズマ中において、 ＳｉＨ4 →Ｓｉ* ＋４Ｈ* と分解されて生じたＨ* とＨ* とが結合することによっ
て生成されたものである。そのため、膜剥がれを抑制す
るためには、ＳｉＯＦ膜の形成における原料ガスとし
て、Ｈを含まない原料ガスを用いるのが好ましい。H 2 taken in at the time of forming the SiOF film is used as a source gas at the time of forming the SiOF film.
The iH 4 gas is generated by combining H * and H * generated by decomposition of SiH 4 → Si * + 4H * in a high-density plasma. Therefore, in order to suppress film peeling, it is preferable to use a source gas containing no H as a source gas in forming the SiOF film.
【００１６】また、ＳｉＯＦ膜の膜剥がれに影響を与え
ているものは、２５０〜３５０℃付近の温度で脱離する
Ｈ2 であると考えられる。そのため、膜剥がれを抑制す
るためには、ＳｉＯＦ膜の成膜温度を３５０℃以上に設
定するのが好ましい。It is considered that H 2 that desorbs at a temperature of about 250 to 350 ° C. has an effect on the peeling of the SiOF film. Therefore, in order to suppress film peeling, it is preferable to set the film formation temperature of the SiOF film to 350 ° C. or higher.
【００１７】また、上層に密着層や配線層を形成する段
階で、ＳｉＯＦ膜中のＨ2 の量を低減させておくために
は、ＳｉＯＦ膜形成後に脱ガスを伴う熱処理を行うこと
により、あらかじめＳｉＯＦ膜からＨ2 を脱離させてお
くのが好ましい。In order to reduce the amount of H 2 in the SiOF film at the stage of forming the adhesion layer and the wiring layer on the upper layer, it is necessary to perform a heat treatment with degassing after forming the SiOF film in advance. It is preferable to desorb H 2 from the SiOF film.
【００１８】また、上述したように、ＳｉＯＦ膜の膜剥
がれの原因のひとつは、ＳｉＯＦ膜から脱離したＨ
2 が、Ｗ膜の密着層としてのＴｉＮ膜の存在によって外
部に拡散されず、密着性の弱い界面に滞留することであ
ると考えられる。そのため、Ｗ膜の密着層としてＨ2 を
吸蔵する作用を有する材料、具体的にはＴｉを使用し、
ＳｉＯＦ膜から脱離したＨ2 をこのＴｉに吸蔵させるこ
とにより、Ｈ2 が密着性の弱い界面に滞留するのを防止
するのが好ましい。Further, as described above, one of the causes of the peeling of the SiOF film is caused by H detached from the SiOF film.
It is considered that No. 2 is not diffused outside due to the presence of the TiN film as the adhesion layer of the W film, but stays at the interface having weak adhesion. Therefore, a material having an action of absorbing H 2 , specifically, Ti is used as an adhesion layer of the W film,
It is preferable that H 2 released from the SiOF film be absorbed in the Ti to prevent the H 2 from staying at the interface having weak adhesion.
【００１９】この発明は以上の検討に基づいて案出され
たものである。The present invention has been devised based on the above study.
【００２０】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明の第１の発明は、形成時に水素が取り込まれる性
質を有する絶縁膜を用いた半導体装置の製造方法におい
て、絶縁膜に取り込まれる水素の量が抑制される条件の
もとで、絶縁膜を形成するようにしたことを特徴とする
ものである。That is, in order to achieve the above object, a first invention of the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device using an insulating film having a property that hydrogen is taken in at the time of formation. An insulating film is formed under the condition that the amount is suppressed.
【００２１】この第１の発明において、絶縁膜中に取り
込まれる水素の量を最小限にするために、典型的には、
構成元素として絶縁膜を構成する元素を含み水素を含ま
ない原料ガスを用いて、絶縁膜を形成する。In the first invention, in order to minimize the amount of hydrogen taken into the insulating film, typically,
An insulating film is formed using a source gas which contains an element which forms the insulating film as a constituent element and does not contain hydrogen.
【００２２】この第１の発明において、絶縁膜中に取り
込まれる水素の量を最小限にするために、典型的には、
絶縁膜の昇温脱離特性において水素の脱離ピークとなる
温度以上の温度で、絶縁膜を形成する。In the first invention, in order to minimize the amount of hydrogen taken into the insulating film, typically,
The insulating film is formed at a temperature equal to or higher than the temperature at which the desorption peak of hydrogen is reached in the thermal desorption characteristics of the insulating film.
【００２３】この第１の発明において、上層に形成され
る密着層の形成後に絶縁膜から脱離される水素の量を抑
制するために、典型的には、絶縁膜を形成した後、絶縁
膜から水素を放出させる。また、この第１の発明におい
て、半導体装置の製造中に絶縁膜の膜剥がれが生じるの
を防止するために、好適には、絶縁膜から水素を放出さ
せた後から半導体装置の製造が終了するまでの間におけ
る加熱温度の最高温度以上の温度に加熱することによ
り、絶縁膜から水素を放出させる。In the first invention, in order to suppress the amount of hydrogen released from the insulating film after the formation of the adhesion layer formed on the upper layer, typically, after the insulating film is formed, the amount of hydrogen released from the insulating film is reduced. Release hydrogen. In the first invention, in order to prevent the insulating film from peeling off during the manufacturing of the semiconductor device, the manufacturing of the semiconductor device is preferably completed after hydrogen is released from the insulating film. By heating to a temperature equal to or higher than the highest heating temperature up to the above, hydrogen is released from the insulating film.
【００２４】この第１の発明において、絶縁膜に含まれ
る水素の量を低減するために、典型的には、絶縁膜に取
り込まれた水素を吸蔵する作用を有する膜を形成する。
また、この水素を吸蔵する作用を有する膜は、典型的に
は、Ｔｉ膜であるが、Ｐｄ膜やＭｇ膜などを用いること
も可能であり、ＩＩＡ金属、ＩＩＩＡ金属などを用いる
ことも可能である。また、ＭｇＮｉ合金、ＭｇＣｕ合
金、ＭｇＡｌ合金などのＭｇ系二元合金、もしくはＭｇ
系三元合金などの膜を用いることも可能である。In the first aspect of the invention, in order to reduce the amount of hydrogen contained in the insulating film, typically, a film having an action of absorbing hydrogen taken into the insulating film is formed.
The film having the function of absorbing hydrogen is typically a Ti film, but a Pd film, a Mg film, or the like can also be used, and IIA metal, IIIA metal, or the like can also be used. is there. Further, Mg-based binary alloys such as MgNi alloy, MgCu alloy, MgAl alloy, or Mg-based alloys
It is also possible to use a film of a system ternary alloy or the like.
【００２５】この第１の発明において、絶縁膜をＳｉＯ
Ｆ膜とした場合、典型的には、ＳｉＯＦ膜を構成元素と
してフッ素および酸素を含み水素を含まない原料ガスを
用いて形成する。また、この第１の発明において、Ｓｉ
ＯＦ膜に取り込まれる水素の量を低減するために、好適
には、ＳｉＯＦ膜を３５０℃以上の形成温度で形成す
る。また、ＳｉＯＦ膜を形成した後、ＳｉＯＦ膜から水
素を放出させるようにする。このとき、ＳｉＯＦ膜から
水素を放出させるときの温度を、４３０℃以上にする。In the first invention, the insulating film is made of SiO
When the F film is used, typically, the SiOF film is formed using a source gas containing fluorine and oxygen as constituent elements and no hydrogen. Further, in the first invention, Si
In order to reduce the amount of hydrogen taken into the OF film, the SiOF film is preferably formed at a formation temperature of 350 ° C. or higher. After forming the SiOF film, hydrogen is released from the SiOF film. At this time, the temperature at which hydrogen is released from the SiOF film is set to 430 ° C. or higher.
【００２６】この発明の第２の発明は、形成時に水素が
取り込まれる性質を有する絶縁膜を用いた半導体装置の
製造方法において、絶縁膜を構成する元素を含み水素を
含まない原料ガスを用いて、絶縁膜を形成するようにし
たことを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device using an insulating film having a property that hydrogen is taken in at the time of formation, wherein a source gas containing an element constituting the insulating film and containing no hydrogen is used. And an insulating film is formed.
【００２７】この第２の発明において、絶縁膜中に取り
込まれる水素の量を最小限にするために、典型的には、
絶縁膜の昇温脱離特性において水素の脱離ピークとなる
温度以上の温度で、絶縁膜を形成する。In the second invention, in order to minimize the amount of hydrogen taken into the insulating film, typically,
The insulating film is formed at a temperature equal to or higher than the temperature at which the desorption peak of hydrogen is reached in the thermal desorption characteristics of the insulating film.
【００２８】この第２の発明において、絶縁膜中の水素
の量を低減するために、典型的には、絶縁膜を形成した
後、絶縁膜から水素を放出させる。In the second aspect, in order to reduce the amount of hydrogen in the insulating film, typically, hydrogen is released from the insulating film after forming the insulating film.
【００２９】この第２の発明において、典型的には、絶
縁膜から水素を放出させるときの温度を、絶縁膜に含ま
れる水素を放出させた後から半導体装置の製造が終了す
るまでの間の加熱温度のうちの最高温度以上とする。In the second invention, typically, the temperature at which hydrogen is released from the insulating film is set to a value between the time when hydrogen contained in the insulating film is released and the time when the manufacture of the semiconductor device is completed. The heating temperature must be higher than the maximum temperature.
【００３０】この第２の発明において、絶縁膜に含まれ
る水素の量を低減するために、典型的には、絶縁膜に取
り込まれた水素を吸蔵する作用を有する膜を形成する。In the second invention, in order to reduce the amount of hydrogen contained in the insulating film, typically, a film having an action of absorbing hydrogen taken into the insulating film is formed.
【００３１】この発明の第３の発明は、形成時に水素が
取り込まれる性質を有する絶縁膜を用いた半導体装置の
製造方法において、絶縁膜を、絶縁膜の昇温脱離特性に
おいて水素の脱離ピークとなる温度以上の温度で形成す
るようにしたことを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device using an insulating film having a property that hydrogen is taken in at the time of formation. It is characterized in that it is formed at a temperature higher than the peak temperature.
【００３２】この第３の発明において、絶縁膜中の水素
の量を低減するために、典型的には、絶縁膜を形成した
後、絶縁膜から水素を放出させる。このとき、絶縁膜か
ら水素を放出させた後から半導体装置の製造が終了する
までの間における加熱温度のうちの最高温度以上の温度
に加熱することにより、絶縁膜から水素を放出させるよ
うにする。In the third aspect, in order to reduce the amount of hydrogen in the insulating film, typically, hydrogen is released from the insulating film after forming the insulating film. At this time, hydrogen is released from the insulating film by heating to a temperature equal to or higher than the highest temperature among the heating temperatures after the release of hydrogen from the insulating film to the end of the manufacture of the semiconductor device. .
【００３３】この第３の発明において、絶縁膜に含まれ
る水素の量を低減するために、典型的には、絶縁膜に取
り込まれた水素を吸蔵する作用を有する膜を形成する。In the third aspect of the invention, in order to reduce the amount of hydrogen contained in the insulating film, typically, a film having an action of absorbing hydrogen taken into the insulating film is formed.
【００３４】この発明の第４の発明は、形成時に水素が
取り込まれる性質を有する絶縁膜を用いた半導体装置の
製造方法において、絶縁膜を形成した後、絶縁膜から水
素を放出させるようにしたことを特徴とするものであ
る。According to a fourth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device using an insulating film having a property of taking in hydrogen during formation, hydrogen is released from the insulating film after forming the insulating film. It is characterized by the following.
【００３５】この第４の発明において、好適には、絶縁
膜から水素を放出させるときの温度を、絶縁膜から水素
を放出させた後、半導体装置の製造が終了するまでの間
の加熱温度のうちの最高温度以上とする。In the fourth aspect, preferably, the temperature at which hydrogen is released from the insulating film is the heating temperature between the time when hydrogen is released from the insulating film and the end of the manufacture of the semiconductor device. It should be higher than the maximum temperature.
【００３６】この第４の発明において、典型的には、絶
縁膜の形成する前または形成した後に、水素を吸蔵する
作用を有する膜を形成する。In the fourth invention, typically, before or after the formation of the insulating film, a film having an action of absorbing hydrogen is formed.
【００３７】この発明の第５の発明は、形成時に水素が
取り込まれる性質を有する絶縁膜を用いた半導体装置の
製造方法において、水素を吸蔵する作用を有する膜を形
成するようにしたことを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device using an insulating film having a property of taking in hydrogen during formation, a film having an action of absorbing hydrogen is formed. It is assumed that.
【００３８】この第５の発明において、典型的には、絶
縁膜の上方に導電層を形成する前に、絶縁膜に含まれた
水素を吸蔵する作用を有する膜を形成する。In the fifth invention, typically, before forming the conductive layer above the insulating film, a film having an action of absorbing hydrogen contained in the insulating film is formed.
【００３９】この第５の発明において、典型的には、水
素を吸蔵する作用を有する膜はＴｉ膜であるが、例えば
Ｐｄ膜などを用いることも可能であり、ＩＩＡ金属、Ｉ
ＩＩＡ金属などを用いることも可能である。また、Ｍｇ
Ｎｉ合金、ＭｇＣｕ合金、ＭｇＡｌ合金などのＭｇ系二
元合金、もしくはＭｇ系三元合金などの膜を用いること
も可能である。In the fifth invention, typically, the film having the function of absorbing hydrogen is a Ti film. However, for example, a Pd film or the like can be used.
It is also possible to use IIA metal or the like. In addition, Mg
It is also possible to use a film of a Mg-based binary alloy such as a Ni alloy, a MgCu alloy, a MgAl alloy, or a Mg-based ternary alloy.
【００４０】この発明の第６の発明は、形成時に水素が
取り込まれる性質を有する絶縁膜の形成方法において、
絶縁膜の昇温脱離特性が、３５０℃以下において水素の
脱離ピークを持たないことを特徴とするものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for forming an insulating film having a property of taking in hydrogen during formation.
It is characterized in that the temperature rise desorption characteristic of the insulating film does not have a desorption peak of hydrogen at 350 ° C. or lower.
【００４１】この第６の発明において、絶縁膜をＳｉＯ
Ｆ膜とした場合には、典型的には、ＳｉＯＦ膜を構成元
素としてフッ素および酸素を含み水素を含まない原料ガ
スを用いて形成する。また、好適には、ＳｉＯＦ膜を３
５０℃以上の形成温度で形成する。また、ＳｉＯＦ膜を
形成した後、ＳｉＯＦ膜から水素を放出させるようにす
る。このとき、ＳｉＯＦ膜から水素を放出させるときの
温度を、４３０℃以上にする。In the sixth aspect, the insulating film is made of SiO
When the F film is used, typically, the SiOF film is formed using a source gas containing fluorine and oxygen as constituent elements and no hydrogen. Preferably, the SiOF film is 3
It is formed at a forming temperature of 50 ° C. or more. After forming the SiOF film, hydrogen is released from the SiOF film. At this time, the temperature at which hydrogen is released from the SiOF film is set to 430 ° C. or higher.
【００４２】この発明において、典型的には、絶縁膜は
ＳｉＯＦ膜であるが、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ2 膜、ＳｉＯＮ
膜などであってもよい。In the present invention, typically, the insulating film is a SiOF film, but a SiN film, a SiO 2 film, a SiON film
It may be a film or the like.
【００４３】上述のように構成されたこの発明による半
導体装置の製造方法および絶縁膜の形成方法によれば、
形成時に水素を取り込む性質を有する絶縁膜において、
絶縁膜中に水素が取り込まれるのを抑制するか、また
は、絶縁膜中の水素を少なくとも絶縁膜の外部に脱離さ
せていることにより、絶縁膜に含まれる水素の量を低減
することができるので、この絶縁膜から放出される水素
の量を低減することができる。According to the method of manufacturing a semiconductor device and the method of forming an insulating film according to the present invention, which are configured as described above,
In an insulating film having a property of taking in hydrogen during formation,
By suppressing the incorporation of hydrogen into the insulating film, or by desorbing hydrogen in the insulating film at least outside the insulating film, the amount of hydrogen contained in the insulating film can be reduced. Therefore, the amount of hydrogen released from the insulating film can be reduced.
【００４４】[0044]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態
の全図においては、同一または対応する部分には同一の
符号を付す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.
【００４５】まず、この発明の第１の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。図１〜図３はこ
の第１の実施形態による半導体装置の製造方法を示す。First, the method for fabricating the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described. 1 to 3 show a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
【００４６】図１に示すように、この第１の実施形態に
おいては、まず、トランジスタなどの半導体素子（図示
せず）が形成されたＳｉ基板などの半導体基板１上に、
例えばＡｌ膜からなる配線層２を形成する。As shown in FIG. 1, in the first embodiment, first, on a semiconductor substrate 1 such as a Si substrate on which a semiconductor element (not shown) such as a transistor is formed.
For example, a wiring layer 2 made of an Al film is formed.
【００４７】次に、例えばＨＤＰ−ＣＶＤ法により、配
線層を覆うようにして全面にＳｉＯＦ膜３を形成する。
このＨＤＰ−ＣＶＤ法によるＳｉＯＦ膜３の形成におい
ては、原料ガスとしてＳｉ、ＯおよびＦを含み、Ｈを含
まないガスを用いる。また、複数種類のガスを用いる場
合には、少なくとも一種類のガスはＦを含むガスとす
る。以下に、上述の条件を満たす、このＳｉＯＦ膜３の
形成におけるＣＶＤ条件の一例を挙げる。Next, an SiOF film 3 is formed on the entire surface by, eg, HDP-CVD so as to cover the wiring layer.
In forming the SiOF film 3 by the HDP-CVD method, a gas containing Si, O, and F but not containing H is used as a source gas. When a plurality of types of gases are used, at least one type of gas is a gas containing F. Hereinafter, an example of the CVD conditions in the formation of the SiOF film 3 which satisfies the above-described conditions will be described.
【００４８】ＳｉＦ4 ガス流量：１００ｓｃｃｍ Ｏ2 ガス流量：２００ｓｃｃｍ Ａｒガス流量：１００ｓｃｃｍ ＩＣＰパワー：４５００Ｗ（ＩＣＰ：Inductively Coup
lled Plasma ） バイアスパワー：２５００Ｗ 上述の条件のもとで、ＳｉＯＦ膜３の形成を行った後、
図１Ｂに示すように、例えば、ＴＥＯＳガスを用いたプ
ラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯＦ膜３上の全面にＳｉＯ
2 膜４を形成する。SiF 4 gas flow rate: 100 sccm O 2 gas flow rate: 200 sccm Ar gas flow rate: 100 sccm ICP power: 4500 W (ICP: Inductively Coup
lled Plasma) Bias power: 2500 W After forming the SiOF film 3 under the above conditions,
As shown in FIG. 1B, the entire surface of the SiOF film 3 is made of SiO.sub.2 by a plasma CVD method using TEOS gas, for example.
Two films 4 are formed.
【００４９】次に、図２Ａに示すように、例えば化学機
械研磨（ＣＭＰ）法によってＳｉＯ2 膜４の表面を研磨
することにより、表面平坦化を行う。Next, as shown in FIG. 2A, the surface of the SiO 2 film 4 is polished by, for example, a chemical mechanical polishing (CMP) method to planarize the surface.
【００５０】次に、図２Ｂに示すように、平坦化された
ＳｉＯ2 膜４上に接続孔５の形成領域に開口を有するレ
ジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジス
トパターンをマスクとして、例えば反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）法によりＳｉＯ2 膜４およびＳｉＯＦ膜
３を順次エッチングする。これにより、ＳｉＯＦ膜３お
よびＳｉＯ2 膜４の部分に接続孔５が形成される。Next, as shown in FIG. 2B, a resist pattern (not shown) having an opening in the region where the connection hole 5 is formed is formed on the flattened SiO 2 film 4, and this resist pattern is masked. For example, the SiO 2 film 4 and the SiOF film 3 are sequentially etched by, for example, a reactive ion etching (RIE) method. Thereby, connection holes 5 are formed in the portions of the SiOF film 3 and the SiO 2 film 4.
【００５１】次に、図２Ｃに示すように、露出面を覆う
ようにして例えばＴｉＮ膜からなる密着層６を形成す
る。Next, as shown in FIG. 2C, an adhesion layer 6 made of, for example, a TiN film is formed so as to cover the exposed surface.
【００５２】次に、図３に示すように、例えばブランケ
ットＷＣＶＤ法により、接続孔５に埋め込むようにして
全面にＷ膜７を形成する。このＷ膜７の形成の際には、
ＳｉＯＦ膜３中のＨ2 ガスが少なく、また、その放出も
少ない。したがって、Ｈ2 が脱離したとしてもごく微量
であるため、ＳｉＯＦ膜３の膜剥がれは防止される。Next, as shown in FIG. 3, a W film 7 is formed on the entire surface by, for example, blanket WCVD so as to be buried in the connection hole 5. When forming this W film 7,
The amount of H 2 gas in the SiOF film 3 is small, and the release thereof is small. Therefore, even if H 2 is desorbed, the amount of H 2 is very small, so that the SiOF film 3 is prevented from peeling off.
【００５３】その後、従来公知の方法により、配線や層
間絶縁膜を順次形成することにより、所望の半導体装置
を製造する。Thereafter, a desired semiconductor device is manufactured by sequentially forming wirings and interlayer insulating films by a conventionally known method.
【００５４】以上説明したように、この第１の実施形態
による半導体装置の製造方法によれば、構成元素として
Ｈを含まないガスを用いてＳｉＯＦ膜３を形成している
ことにより、ＳｉＯＦ膜３の形成の際のＳｉＯＦ膜３中
にＨ2 が取り込まれるのを抑制することができる。その
ため、ブランケットＷＣＶＤ法によりＷ膜７を形成する
際に、その形成温度において、ＳｉＯＦ膜３からＨ2 が
放出されるのを防止することができる。これにより、Ｈ
2 ガスの放出に起因するＳｉＯＦ膜３の膜剥がれを防止
することができるので、配線容量を低減するために低誘
電体膜としてＳｉＯＦ膜３を用いる場合に、Ｗプラグを
形成することが可能となる。したがって、配線容量の増
加を抑制しつつ、半導体素子の微細化を達成することが
できる。As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, the SiOF film 3 is formed by using a gas containing no H as a constituent element. H 2 can be prevented from being taken into the SiOF film 3 at the time of formation. Therefore, when the W film 7 is formed by the blanket WCVD method, it is possible to prevent H 2 from being released from the SiOF film 3 at the formation temperature. Thereby, H
(2) Since the peeling of the SiOF film 3 due to the release of the gas can be prevented, the W plug can be formed when the SiOF film 3 is used as the low dielectric film in order to reduce the wiring capacity. Become. Therefore, miniaturization of a semiconductor element can be achieved while suppressing an increase in wiring capacitance.
【００５５】次に、この発明の第２の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described.
【００５６】上述したようにＳｉＯＦ膜の剥がれに影響
を与えている要因は、２５０〜３５０℃付近においてＳ
ｉＯＦ膜３中から脱離するＨ2 ガスである（図４参
照）。したがって、この第２の実施形態においては、第
１の実施形態と異なり、ＨＤＰ−ＣＶＤ法によりＳｉＯ
Ｆ膜３を形成する際の成膜温度を３５０℃以上とする。
以下に、このＳｉＯＦ膜３の形成におけるＣＶＤ条件の
一例を以下に挙げる。As described above, the factor affecting the peeling of the SiOF film is that S
H 2 gas desorbed from the iOF film 3 (see FIG. 4). Therefore, in the second embodiment, unlike the first embodiment, SiO 2 is formed by the HDP-CVD method.
The film forming temperature for forming the F film 3 is set to 350 ° C. or higher.
An example of the CVD conditions for forming the SiOF film 3 will be described below.
【００５７】ＳｉＨ4 ガス：５０ｓｃｃｍ ＳｉＦ4 ガス：５０ｓｃｃｍ Ｏ2 ガス：２００ｓｃｃｍ Ａｒガス：１００ｓｃｃｍ ＩＣＰパワー：４５００Ｗ バイアスパワー：２５００Ｗ Ｈｅ冷却圧力：６Ｔｏｒｒ この成膜温度を３５０℃以上としたＣＶＤ条件のもとで
ＳｉＯＦ膜３を形成する場合には、原料ガスとして、構
成元素にＨを含むガスを用いることが可能となる。ま
た、このＣＶＤ条件以外のことについては、第１の実施
形態におけると同様であるので説明を省略する。SiH 4 gas: 50 sccm SiF 4 gas: 50 sccm O 2 gas: 200 sccm Ar gas: 100 sccm ICP power: 4500 W Bias power: 2500 W He cooling pressure: 6 Torr Under the CVD conditions in which the film forming temperature is 350 ° C. or higher. When the SiOF film 3 is formed by the method described above, a gas containing H as a constituent element can be used as a source gas. Except for the CVD conditions, the description is omitted because it is the same as in the first embodiment.
【００５８】以上説明したように、この第２の実施形態
による半導体装置の製造方法によれば、ＳｉＯＦ膜３を
Ｈ2 ガスの脱離ピークとなる温度以上の成膜温度で形成
するようにしていることにより、ＳｉＯＦ膜３の形成の
際に、このＳｉＯＦ膜３中に取り込まれるＨ2 の量を抑
制することができる。これにより、ブランケットＷＣＶ
Ｄ法によりＷ膜７を形成する際に、その形成温度におい
て、ＳｉＯＦ膜３からＨ2 ガスが大量に放出するのを防
止することができるので、第１の実施形態と同様の効果
を得ることができる。As described above, according to the method for fabricating the semiconductor device according to the second embodiment, the SiOF film 3 is formed at a film forming temperature higher than the temperature at which the H 2 gas desorption peak occurs. Accordingly, when the SiOF film 3 is formed, the amount of H 2 taken into the SiOF film 3 can be suppressed. With this, blanket WCV
When forming the W film 7 by the method D, it is possible to prevent a large amount of H 2 gas from being released from the SiOF film 3 at the forming temperature, so that the same effect as in the first embodiment can be obtained. Can be.
【００５９】次に、この発明の第３の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be explained.
【００６０】この第３の実施形態による半導体装置の製
造方法においては、まず、第１の実施形態と同様にし
て、半導体基板１上に配線２を形成する。その後、第２
の実施形態と同様にして、配線２を覆うようにして、全
面にＳｉＯＦ膜３を形成する。In the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment, first, the wiring 2 is formed on the semiconductor substrate 1 in the same manner as in the first embodiment. Then the second
In the same manner as in the first embodiment, an SiOF film 3 is formed on the entire surface so as to cover the wiring 2.
【００６１】次に、半導体基板１を加熱することによ
り、ＳｉＯＦ膜３に対して脱ガス処理を行う。この脱ガ
ス処理においては、後に形成されるＷ膜７の形成におい
て脱ガス処理を行わない場合に放出されるＨ2 ガス量以
上の量のＨ2 ガスを放出させるために、加熱温度をＷ膜
７の形成温度（４３０℃程度）以上とし、加熱時間をＷ
膜７の形成時間以上とする。また、好適には、このＳｉ
ＯＦ膜３の脱ガス処理における加熱温度は、この脱ガス
処理を行った後から半導体装置の製造が終了するまでの
間の最高温度以上の温度とする。なお、この脱ガス処理
はＳｉＯＦ膜３を形成した後、少なくとも密着層５を形
成する前に行う。以下に、このＳｉＯＦ膜３に対する脱
ガス処理における、上述の条件を満たす加熱条件の一例
を挙げる。Next, the semiconductor substrate 1 is heated to degas the SiOF film 3. In the degassing process, in order to release H 2 gas amount or more of the amount of H 2 gas that is released when the formation of the W film 7 which is formed later is not performed degassing, the heating temperature W film 7 and the heating time is W
It is longer than the formation time of the film 7. Preferably, the Si
The heating temperature in the degassing process of the OF film 3 is set to a temperature equal to or higher than the highest temperature between the time when the degassing process is performed and the time when the manufacture of the semiconductor device ends. The degassing process is performed after forming the SiOF film 3 and at least before forming the adhesion layer 5. Hereinafter, an example of a heating condition satisfying the above-described conditions in the degassing process for the SiOF film 3 will be described.
【００６２】加熱時間：１０分 加熱温度：４５０℃ 圧力：２０Ｔｏｒｒ なお、この脱ガス処理条件においては、加熱温度が高く
真空度が高い方が好ましい。Heating time: 10 minutes Heating temperature: 450 ° C. Pressure: 20 Torr Under these degassing conditions, it is preferable that the heating temperature is high and the degree of vacuum is high.
【００６３】その後、第１の実施形態におけると同様に
して、ＳｉＯ2 膜４を形成し、その表面平坦化を行った
後、ＳｉＯＦ膜３およびＳｉＯ2 膜４の部分に選択的に
接続孔５を形成する。その後、ＳｉＯ2 膜４の表面を覆
うようにして密着層６およびＷ膜７を順次形成し、これ
らのＷ膜７および密着層６の全面エッチバックを、Ｓｉ
Ｏ2 膜４の表面が露出するまで行う。これにより、接続
孔５の内部に密着層６を下地としたＷプラグが埋め込ま
れる。Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, an SiO 2 film 4 is formed, the surface thereof is flattened, and the connection holes 5 are selectively formed in the SiOF film 3 and the SiO 2 film 4. To form Thereafter, an adhesion layer 6 and a W film 7 are sequentially formed so as to cover the surface of the SiO 2 film 4, and the whole surface of the W film 7 and the adhesion layer 6 is etched back by Si.
The process is performed until the surface of the O 2 film 4 is exposed. Thereby, the W plug with the adhesion layer 6 as a base is buried in the connection hole 5.
【００６４】その後、従来公知の方法により、配線や層
間絶縁膜を順次形成することにより、所望の半導体装置
を製造する。Thereafter, a desired semiconductor device is manufactured by sequentially forming wirings and interlayer insulating films by a conventionally known method.
【００６５】以上説明したように、この第３の実施形態
によれば、ＳｉＯＦ膜３の形成後、密着層６の形成前
に、半導体基板１に対して、Ｗ膜７の形成時間以上の時
間、形成温度以上の温度で熱処理を行って、ＳｉＯＦ膜
３に含まれるＨ2 ガスの脱ガスを行っていることによ
り、脱ガス処理を行わずにＷ膜７を形成する場合に放出
されるＨ2 ガス量以上のＨ2 ガスを放出させることがで
きるので、ＳｉＯＦ膜３中のＨ2 の量を大幅に低減する
ことができ、Ｗ膜７の形成の際にＳｉＯＦ膜３からＨ2
ガスが放出されるのを防止することができる。したがっ
て、Ｗ膜７の形成の際に発生するＳｉＯＦ膜３の膜剥が
れを抑制することができるので、第１の実施形態と同様
の効果を得ることができる。As described above, according to the third embodiment, after the formation of the SiOF film 3 and before the formation of the adhesion layer 6, the semiconductor substrate 1 is subjected to a time longer than the formation time of the W film 7. Since the H 2 gas contained in the SiOF film 3 is degassed by performing a heat treatment at a temperature equal to or higher than the formation temperature, the H released when the W film 7 is formed without performing the degassing process. since two gas volume or more H 2 gas can be released, it is possible to significantly reduce the amount of H 2 in the SiOF film 3, W film 7 H 2 an SiOF film 3 during formation of
Outgassing can be prevented. Therefore, since the film peeling of the SiOF film 3 generated at the time of forming the W film 7 can be suppressed, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【００６６】次に、この発明の第４の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention will be explained.
【００６７】この第４の実施形態による半導体装置の製
造方法においては、まず、第１の実施形態と同様にし
て、半導体基板１上に配線２を形成した後、全面にＳｉ
ＯＦ膜３を形成する。次に、ＳｉＯＦ膜３上に例えばプ
ラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯ 2 膜４を形成し、ＣＭＰ
法によりその表面平坦化を行う。その後、例えばＲＩＥ
法によりＳｉＯ2 膜４およびＳｉＯＦ膜３を選択的にエ
ッチングすることにより、接続孔５を形成する。The fabrication of the semiconductor device according to the fourth embodiment
In the fabrication method, first, as in the first embodiment,
After forming the wiring 2 on the semiconductor substrate 1,
An OF film 3 is formed. Next, for example, a film is formed on the SiOF film 3.
By the plasma CVD method, SiO TwoAfter forming the film 4, CMP
The surface is flattened by a method. Then, for example, RIE
SiO by the methodTwoThe film 4 and the SiOF film 3 are selectively etched.
The connection hole 5 is formed by performing the etching.
【００６８】次に、第１の実施形態と異なり、露出面を
覆うようにして、水素を吸蔵する作用を有する膜として
例えばＴｉ膜を形成する。その後、このＴｉ膜上にＴｉ
Ｎ膜を形成することにより、ＴｉＮ／Ｔｉ膜からなる密
着層６を形成する。Next, unlike the first embodiment, for example, a Ti film is formed as a film having an action of absorbing hydrogen so as to cover the exposed surface. After that, Ti
By forming an N film, an adhesion layer 6 made of a TiN / Ti film is formed.
【００６９】次に、第１の実施形態と同様にして、例え
ばブランケットＷＣＶＤ法により全面にＷ膜７を形成し
た後、ＳｉＯ2 膜４の表面が露出するまで、Ｗ膜７およ
び密着層６の全面エッチバックを行うことにより、接続
孔５の内部にＷプラグを埋め込む。Next, in the same manner as in the first embodiment, after forming a W film 7 on the entire surface by, for example, a blanket WCVD method, the W film 7 and the adhesion layer 6 are formed until the surface of the SiO 2 film 4 is exposed. By performing etch back on the entire surface, a W plug is embedded in the connection hole 5.
【００７０】その後、従来公知の方法により、配線や層
間絶縁膜を順次形成することにより、所望の半導体装置
を製造する。Thereafter, a desired semiconductor device is manufactured by sequentially forming wirings and interlayer insulating films by a conventionally known method.
【００７１】以上説明したように、この第４の実施形態
による半導体装置の製造方法によれば、ＳｉＯＦ膜３の
上方に水素を吸蔵する作用を有するＴｉ膜を形成し、Ｓ
ｉＯＦ膜３中から脱離するＨ2 ガスをこのＴｉ膜中に吸
蔵させていることにより、ＳｉＯＦ膜３中に取り込まれ
たＨ2 がＷ膜７の形成時に半導体基板１や配線２とＳｉ
ＯＦ膜３との界面に滞留するのを防止することができ
る。これによって、このＨ2 ガスが滞留することによっ
て生じるＳｉＯＦ膜３の剥離を防止することができるの
で、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment, a Ti film having a function of absorbing hydrogen is formed above the SiOF film 3, and
Since the H 2 gas desorbed from the iOF film 3 is occluded in the Ti film, the H 2 taken in the SiOF film 3 allows the H 2 gas taken into the semiconductor substrate 1 and the wiring 2 during the formation of the W film 7.
The stagnation at the interface with the OF film 3 can be prevented. Accordingly, the separation of the SiOF film 3 caused by the stagnation of the H 2 gas can be prevented, so that the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【００７２】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.
【００７３】例えば、上述の実施形態において挙げた数
値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる
数値を用いてもよい。For example, the numerical values given in the above embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as needed.
【００７４】また、例えば上述の第３の実施形態におい
ては、ＳｉＯＦ膜３の脱ガス処理をＳｉＯＦ膜３の形成
直後に行っているが、この脱ガス処理は、ＳｉＯ2 膜４
を形成した後に行うようにしてもよい。また、脱ガス処
理を、ＳｉＯ2 膜４の表面平坦化後に行うようにしても
よく、接続孔５を形成した後に行うようにしてもよい。[0074] Also, for example, in the third embodiment described above, it is performed degassing of SiOF film 3 immediately after the formation of the SiOF film 3, the degassing process, SiO 2 film 4
May be performed after the formation. Further, the degassing process may be performed after the surface of the SiO 2 film 4 is flattened, or may be performed after the connection hole 5 is formed.
【００７５】[0075]
【発明の効果】以上説明したように、この発明による半
導体装置の製造方法および絶縁膜の形成方法によれば、
形成時に水素を取り込む性質を有する絶縁膜において、
絶縁膜中に水素が取り込まれるのを抑制するか、また
は、絶縁膜中の水素をこの絶縁膜の外部に脱離させてい
ることにより、絶縁膜中の水素を低減することができ、
絶縁膜からの水素の放出を抑制することができるので、
絶縁膜の膜剥がれを防止することができる。As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device and the method of forming an insulating film according to the present invention,
In an insulating film having a property of taking in hydrogen during formation,
By suppressing the incorporation of hydrogen into the insulating film, or by desorbing hydrogen in the insulating film to the outside of the insulating film, hydrogen in the insulating film can be reduced,
Since the release of hydrogen from the insulating film can be suppressed,
Peeling of the insulating film can be prevented.
【図１】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法を説明するための断面図である。FIG. 1 is a sectional view for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;
【図２】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法を説明するための断面図である。FIG. 2 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図３】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法を説明するための断面図である。FIG. 3 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図４】ＳｉＯＦ膜の膜剥がれの発生領域および非発生
領域におけるＨ2 の昇温脱離特性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the thermal desorption characteristics of H 2 in a region where a film peeling of a SiOF film occurs and a region where the film peeling does not occur.
【図５】ＳｉＯＦ膜の膜剥がれの発生領域および非発生
領域におけるＦの昇温脱離特性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the temperature-induced desorption characteristics of F in a region where a film peeling of a SiOF film occurs and a region where film peeling does not occur.
１・・・半導体基板、２・・・配線、３・・・ＳｉＯＦ
膜、４・・・ＳｉＯ2膜、５・・・接続孔、６・・・密
着層、７・・・Ｗ膜DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Wiring, 3 ... SiOF
Film, 4 ... SiO 2 film, 5 ... connection hole, 6 ... adhesive layer, 7 ... W film
Claims (32)
る絶縁膜を用いた半導体装置の製造方法において、 上記絶縁膜に取り込まれる水素の量が抑制される条件の
もとで、上記絶縁膜を形成するようにしたことを特徴と
する半導体装置の製造方法。1. A method of manufacturing a semiconductor device using an insulating film having a property of taking in hydrogen during formation, wherein the insulating film is formed under a condition that an amount of hydrogen taken in the insulating film is suppressed. A method of manufacturing a semiconductor device.
素を含み水素を含まない原料ガスを用いて、上記絶縁膜
を形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
半導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating film is formed by using a source gas containing an element constituting said insulating film and not containing hydrogen as a constituent element. Method.
の脱離ピークとなる温度以上の温度で、上記絶縁膜を形
成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の半導
体装置の製造方法。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating film is formed at a temperature equal to or higher than a temperature at which hydrogen desorption peaks in the thermal desorption characteristics of said insulating film. Production method.
ら水素を放出させるようにしたことを特徴とする請求項
１記載の半導体装置の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein hydrogen is released from the insulating film after forming the insulating film.
上記半導体装置の製造が終了するまでの間における加熱
温度の最高温度以上の温度に加熱することにより、上記
絶縁膜から水素を放出させるようにしたことを特徴とす
る請求項４記載の半導体装置の製造方法。5. Heating the insulating film to a temperature equal to or higher than the highest heating temperature between the time when hydrogen is released from the insulating film and the time when the manufacture of the semiconductor device is completed, releases hydrogen from the insulating film. 5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein:
るようにしたことを特徴とする請求項１記載の半導体装
置の製造方法。6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a film having an action of absorbing hydrogen is formed.
ｉ膜であることを特徴とする請求項６記載の半導体装置
の製造方法。7. The film having the function of storing hydrogen is T
7. The method according to claim 6, wherein the semiconductor device is an i-film.
徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。8. The method according to claim 1, wherein said insulating film is a SiOF film.
ｉ、ＦおよびＯを含みＨを含まない原料ガスを用いて形
成するようにしたことを特徴とする請求項８記載の半導
体装置の製造方法。9. The method according to claim 1, wherein the SiOF film is made of S
9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the formation is performed using a source gas containing i, F and O and not containing H.
温度で形成するようにしたことを特徴とする請求項８記
載の半導体装置の製造方法。10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein said SiOF film is formed at a formation temperature of 350 ° C. or higher.
ｉＯＦ膜から水素を放出させるようにしたことを特徴と
する請求項８記載の半導体装置の製造方法。11. After the formation of the SiOF film, the S
9. The method according to claim 8, wherein hydrogen is released from the iOF film.
ときの温度を、４３０℃以上にすることを特徴とする請
求項１１記載の半導体装置の製造方法。12. The method according to claim 11, wherein the temperature at which hydrogen is released from the SiOF film is 430 ° C. or higher.
する絶縁膜を用いた半導体装置の製造方法において、 上記絶縁膜を構成する元素を含み水素を含まない原料ガ
スを用いて、上記絶縁膜を形成するようにしたことを特
徴とする半導体装置の製造方法。13. A method for manufacturing a semiconductor device using an insulating film having a property of taking in hydrogen during formation, wherein the insulating film is formed by using a source gas containing an element constituting the insulating film and containing no hydrogen. A method of manufacturing a semiconductor device.
素の脱離ピークとなる温度以上の温度で、上記絶縁膜を
形成するようにしたことを特徴とする請求項１３記載の
半導体装置の製造方法。14. The semiconductor device according to claim 13, wherein said insulating film is formed at a temperature equal to or higher than a temperature at which hydrogen desorption peaks in the thermal desorption characteristics of said insulating film. Production method.
から水素を放出させるようにしたことを特徴とする請求
項１３記載の半導体装置の製造方法。15. The method according to claim 13, wherein hydrogen is released from the insulating film after forming the insulating film.
ら上記半導体装置の製造が終了するまでの間における加
熱温度のうちの最高温度以上の温度に加熱することによ
り、上記絶縁膜から水素を放出させるようにしたことを
特徴とする請求項１５記載の半導体装置の製造方法。16. Heating the insulating film to a temperature equal to or higher than the highest temperature among the heating temperatures from the time when hydrogen is released from the insulating film to the time when the manufacture of the semiconductor device is completed, enables the hydrogen to be released from the insulating film. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein the semiconductor device is emitted.
するようにしたことを特徴とする請求項１３記載の半導
体装置の製造方法。17. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein a film having an action of absorbing hydrogen is formed.
特徴とする請求項１３記載の半導体装置の製造方法。18. The method according to claim 13, wherein the insulating film is a SiOF film.
する絶縁膜を用いた半導体装置の製造方法において、 上記絶縁膜を、上記絶縁膜の昇温脱離特性において水素
の脱離ピークとなる温度以上の温度で形成するようにし
たことを特徴とする半導体装置の製造方法。19. A method for manufacturing a semiconductor device using an insulating film having a property that hydrogen is taken in at the time of formation. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the semiconductor device is formed at a temperature.
から水素を放出させるようにしたことを特徴とする請求
項１９記載の半導体装置の製造方法。20. The method according to claim 19, wherein hydrogen is released from the insulating film after forming the insulating film.
ら上記半導体装置の製造が終了するまでの間における加
熱温度のうちの最高温度以上の温度に加熱することによ
り、上記絶縁膜から水素を放出させるようにしたことを
特徴とする請求項２０記載の半導体装置の製造方法。21. Heating to a temperature equal to or higher than the highest temperature among the heating temperatures between the time when hydrogen is released from the insulating film and the time when the manufacture of the semiconductor device is completed, enables the hydrogen to be released from the insulating film. 21. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein the emission is performed.
するようにしたことを特徴とする請求項１９記載の半導
体装置の製造方法。22. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein a film having an action of absorbing hydrogen is formed.
特徴とする請求項１９記載の半導体装置の製造方法。23. The method according to claim 19, wherein the insulating film is a SiOF film.
する絶縁膜を用いた半導体装置の製造方法において、 上記絶縁膜を形成した後、上記絶縁膜から水素を放出さ
せるようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方
法。24. A method for manufacturing a semiconductor device using an insulating film having a property of taking in hydrogen at the time of formation, wherein hydrogen is released from the insulating film after forming the insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device.
ら上記半導体装置の製造が終了するまでの間における加
熱温度のうちの最高温度以上の温度に加熱することによ
り、上記絶縁膜から水素を放出させるようにしたことを
特徴とする請求項２４記載の半導体装置の製造方法。25. Heating the insulating film to a temperature equal to or higher than the highest temperature among the heating temperatures from the time when hydrogen is released from the insulating film to the time when the manufacture of the semiconductor device is completed, so that hydrogen is released from the insulating film. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 24, wherein the semiconductor device is made to emit.
するようにしたことを特徴とする請求項２４記載の半導
体装置の製造方法。26. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 24, wherein a film having an action of absorbing hydrogen is formed.
特徴とする請求項２４記載の半導体装置の製造方法。27. The method according to claim 24, wherein the insulating film is a SiOF film.
する絶縁膜を用いた半導体装置の製造方法において、 少なくとも上記絶縁膜に取り込まれた水素を吸蔵する作
用を有する膜を形成するようにしたことを特徴とする半
導体装置の製造方法。28. A method for manufacturing a semiconductor device using an insulating film having a property that hydrogen is taken in at the time of formation, wherein at least a film having an action of absorbing hydrogen taken in the insulating film is formed. A method for manufacturing a semiconductor device.
前に、上記絶縁膜の上方に上記水素を吸蔵する作用を有
する膜を形成するようにしたことを特徴とする請求項２
８記載の半導体装置の製造方法。29. The method according to claim 2, wherein before forming the conductive layer above the insulating film, a film having an action of absorbing hydrogen is formed above the insulating film.
9. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 8.
Ｔｉ膜であることを特徴とする請求項２８記載の半導体
装置の製造方法。30. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 28, wherein the film having the function of absorbing hydrogen is a Ti film.
する絶縁膜の形成方法において、 上記絶縁膜の昇温脱離特性が、３５０℃以下において水
素の脱離ピークを持たないことを特徴とする絶縁膜の形
成方法。31. A method for forming an insulating film having a property of taking in hydrogen at the time of formation, characterized in that the thermal desorption characteristic of the insulating film has no hydrogen desorption peak at 350 ° C. or lower. Method of forming a film.
特徴とする請求項３１記載の絶縁膜の形成方法。32. The method according to claim 31, wherein the insulating film is a SiOF film.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP11204635A JP2001035844A (en) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | Manufacture of semiconductor device and method for formation of insulating film |
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| JP2001035844A true JP2001035844A (en) | 2001-02-09 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7067380B2 (en) | 2003-03-10 | 2006-06-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
-
1999
- 1999-07-19 JP JP11204635A patent/JP2001035844A/en active Pending
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